(57)【要約】【課題】射出成形装置の射出推力を評価する。【解決手段】射出推力評価装置１２は、射出シリンダ１４を構成する射出ロッド１６に連動して変位するダミーロッド１８と、流体としての水が充填される略円筒形のダミースリーブ２０とを有する。ダミースリーブ２０に水を充填した後、射出ロッド１６を前進動作させることに伴ってダミーロッド１８を変位させ、該ダミースリーブ２０を構成するゲート部材４０の第１排出口３８と、押止部材５２の第２排出口５６とを介して水を排出する。この際にロードセル３０によって測定された射出推力と、ダミーロッド１８の変位速度とをグラフ上にプロットする。第１排出口３８の寸法が異なるゲート部材に交換してこの操作を繰り返す。【選択図】図１
2005095941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出シリンダの射出ロッドによってスリーブから溶湯を成形型に射出する射出成形装置における前記射出シリンダの射出推力を評価するための射出推力評価方法であって、
ダミースリーブ内に流体を充填する第１工程と、
前記射出ロッドに連動して変位するダミーロッドで押圧することによって、前記ダミースリーブ内に充填された流体を排出部から排出する第２工程と、
前記第２工程で測定された前記射出ロッド又は前記ダミーロッドの変位速度と、前記ロッドに伝達された射出推力とをプロットしたグラフを作成する第３工程と、
を有し、
前記排出部の寸法を変更して前記第１工程〜第３工程を繰り返し、
前記グラフ中の、前記排出部の各寸法での前記変位速度対前記射出推力の線図における屈曲点から、前記射出シリンダの溶湯に対する射出推力を評価することを特徴とする射出推力評価方法。
【請求項２】
請求項１記載の評価方法において、前記射出ロッド又は前記ダミーロッドの変位速度を、該射出ロッド又は該ダミーロッドの変位が中間量となった時点で測定することを特徴とする射出推力評価方法。
【請求項３】
射出シリンダのロッドによってスリーブから溶湯を成形型に射出する射出成形装置における前記射出シリンダの射出推力を評価するための射出推力評価装置であって、
前記射出ロッドに連動して変位するダミーロッドと、
流体を充填するためのダミースリーブと、
前記ダミーロッドが変位した際に前記ダミースリーブに設けられた前記流体を排出させるための排出部と、
前記流体を排出する際の前記射出ロッドの射出推力を測定する射出推力測定手段と、
前記射出ロッド又は前記ダミーロッドの変位速度を検出する速度検出手段と、
を有することを特徴とする射出推力評価装置。
【請求項４】
請求項３記載の評価装置において、前記ダミースリーブは、スリーブ本体と、前記スリーブ本体に連結されて前記排出部が設けられたゲート部材とを有することを特徴とする射出推力評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶湯を成形型に射出して成形品を設ける射出成形装置の射出推力を評価する射出推力評価方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形装置は、成形型に金属や樹脂の溶湯を射出し、該成形型内で溶湯を冷却固化させて成形品を得る装置として、広汎に普及するに至っている。そして、この種の射出成形装置では、略同等の成形品を連続して得るべく、溶湯が射出される際の射出圧力や、成形型内の溶湯の圧力を可及的に一定にすることが望まれる。このような観点から提案された評価方法ないし装置としては、例えば、特許文献１又は特許文献２に記載されたものが挙げられる。この中、特許文献１には、良好な成形品が連続的に安定して生産されているか否かを推測するべく、射出装置の仕事量と成形品の重量との相関関係を統計的に求めることが提案されている。具体的には、特許文献１では、スクリュが溶融成形材料に与える射出圧力を積分することによって射出装置の仕事量を求めるようにしている。
【０００３】
一方、特許文献２においては、射出成形時における加熱筒内の溶湯圧力を正確に把握するべく、加熱筒内に樹脂がない状態で予備射出成形を行い、この際に予め設定された射出速度に達するまでの間に発生した立上りトルク及び機械的抵抗トルクを経時的に制御装置内に記憶させることが提案されている。加熱筒内に樹脂の溶湯を入れて本射出成形を行う際、制御装置に記憶させた前記の立上りトルク及び機械的抵抗トルクと、本射出成形時の立上りトルク及び機械的抵抗トルクとの差を演算すれば、作業者が加熱筒内の溶湯圧力を把握することができる、とのことである。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２６８９１２号公報
【特許文献２】特開平６−１３４８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された方法は、射出成形を実施する最中に評価を行うため、射出成形を実施する前に予め射出圧力等を評価することができないという不具合がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載された方法では、樹脂からなる溶湯を導入することなく、換言すれば、無負荷状態における立上りトルク及び機械的抵抗トルクを測定して溶湯圧力を推定するようにしているが、この場合、推定溶湯圧力と、成形型に溶湯を充填した際の実溶湯圧力とに大きな差が認められる。
【０００７】
そこで、成形型に実際に溶湯を充填して射出し、この際の射出圧力や、射出シリンダの溶湯に対する押圧力、いわゆる射出推力を求めることが想起される。しかしながら、この場合、溶湯を使用して、最終製品として供することのできない成形品を作製するので、コスト的に不利である。結局、実際の射出成形時に使用する成形型を用いて評価を行うには、多大なコストが必要となる。
【０００８】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、射出シリンダが溶湯を押し出す力、すなわち、いわゆる射出推力を低コストで容易且つ簡便に測定することが可能な射出推力評価方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、射出シリンダの射出ロッドによってスリーブから溶湯を成形型に射出する射出成形装置における前記射出シリンダの射出推力を評価するための射出推力評価方法であって、
ダミースリーブ内に流体を充填する第１工程と、
前記射出ロッドに連動して変位するダミーロッドで押圧することによって、前記ダミースリーブ内に充填された流体を排出部から排出する第２工程と、
前記第２工程で測定された前記射出ロッド又は前記ダミーロッドの変位速度と、前記ロッドに伝達された射出推力とをプロットしたグラフを作成する第３工程と、
を有し、
前記排出部の寸法を変更して前記第１工程〜第３工程を繰り返し、
前記グラフ中の、前記排出部の各寸法での前記変位速度対前記射出推力の線図における屈曲点から、前記射出シリンダの溶湯に対する射出推力を評価することを特徴とする。
【００１０】
このような評価方法により、射出成形装置に成形型を取り付けるよりも前に、該射出成形装置の射出推力を容易且つ簡便に推測することができる。このため、実際の射出成形作業時において、推測した射出推力と、射出ロッドの変位速度とから、溶湯がどの程度の射出圧力で射出されているのかを推測することができる。その結果、所定の条件下で射出成形作業が遂行されているか否かを把握することが可能となるために、連続成形される成形品の品質を略一定とすることができる。
【００１１】
この評価方法においては、射出ロッド又はダミーロッドの変位速度を、該射出ロッド又は該ダミーロッドの変位が中間量となった時点で測定することが好ましい。この時点では、変位する射出ロッド又はダミーロッドの速度が略一定且つ最大となるので、正確な変位速度を測定することができるからである。
【００１２】
そして、流体として水を使用することが好ましい。水は概して安価であり、このために射出推力評価を低コストで実施することができるからである。また、爆発性、引火性、発火性もなく安全な液体であるからである。
【００１３】
また、本発明は、射出シリンダのロッドによってスリーブから溶湯を成形型に射出する射出成形装置における前記射出シリンダの射出推力を評価するための射出推力評価装置であって、
前記射出ロッドに連動して変位するダミーロッドと、
流体を充填するためのダミースリーブと、
前記ダミーロッドが変位した際に前記ダミースリーブに設けられた前記流体を排出させるための排出部と、
前記流体を排出する際の前記射出ロッドの射出推力を測定する射出推力測定手段と、
前記射出ロッド又は前記ダミーロッドの変位速度を検出する速度検出手段と、
を有することを特徴とする。
【００１４】
このように構成することにより、射出成形装置に成形型を組み込むより前に、射出ロッド又はダミーロッドの変位速度と、射出推力とを容易且つ簡便に測定することができる。
【００１５】
なお、ダミースリーブは、スリーブ本体と、該スリーブ本体に連結されて排出部が設けられたゲート部材とを有するものであることが好ましい。この場合、排出部の寸法が種々異なるゲート部材に交換することにより、ダミースリーブ全体を交換することなく流体の排出負荷を調整することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、成形品を製造する前に射出成形装置の射出推力を知ることができる。そして、実際の射出成形作業時において、推測した射出推力と、射出ロッドの変位速度とから、溶湯がどの程度の射出圧力で射出されているのかを推測することができ、これにより射出成形作業が所定の条件下で遂行されているか否かを把握することができる。結局、連続成形される成形品の品質を略一定とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る射出推力評価方法につきそれを実施する装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
本実施の形態に係る射出推力評価装置の全体概略側面図を、一部を縦断面図として図１に示す。射出成形装置１０に付設されたこの射出推力評価装置１２は、射出シリンダ１４を構成する射出ロッド１６に連動して変位するダミーロッド１８と、流体としての水が充填される略円筒形のダミースリーブ２０とを有する。ダミーロッド１８はフレーム２２に囲繞されており、また、ダミースリーブ２０は固定プラテン２４に位置決め固定されるとともに、可動プラテン２６によって押圧支持されている。
【００１９】
射出ロッド１６の前端部及びダミーロッド１８の後端部はカバー部材２８に収容されており、且つ射出ロッド１６とダミーロッド１８との間にはロードセル３０が介装されている。すなわち、射出ロッド１６の前端部、ロードセル３０及びダミーロッド１８の後端部は、カバー部材２８の内壁によって保持されており、このため、ロードセル３０及びダミーロッド１８は、射出ロッド１６が進退動作することに伴ってカバー部材２８とともに変位する。
【００２０】
射出ロッド１６の先端部には、連結部材３２を介してチップ３４が連結されている。このチップ３４は、ダミーロッド１８が可動プラテン２６側に指向して最大限に変位した際、ダミースリーブ２０の図１における右端部近傍に到達する。
【００２１】
ダミースリーブ２０は、略円筒体形状のスリーブ本体３６と、第１排出口３８が設けられた円環形状のゲート部材４０とを有し、この中、スリーブ本体３６の中腹部近傍には、大径部４２が設けられている。ダミースリーブ２０が固定プラテン２４の貫通孔４４に通された際、この大径部４２が貫通孔４４の周囲に堰止されることによって、ダミースリーブ２０の抜け止め及び位置決めがなされる。なお、貫通孔４４とスリーブ本体３６との間には、軸受４６が介在されている。
【００２２】
図２に拡大して示すように、ゲート部材４０の両端面には円環状の環状溝４８ａ、４８ｂが設けられており、各環状溝４８ａ、４８ｂには、水漏れを防止するためのＯリング５０ａ、５０ｂが挿入されている。そして、前記第１排出口３８は、ゲート部材４０の壁部上方略中央部に設けられている。このゲート部材４０と前記スリーブ本体３６とは、前記Ｏリング５０ａ、５０ｂの外側に配置された図示しないボルトによって互いに連結されている。
【００２３】
ダミースリーブ２０の右端部には、押止部材５２が冠着されている。すなわち、押止部材５２の左端部には内室５４が形成されており、ゲート部材４０の一端面が該内室５４の側壁部に着座するまで、ゲート部材４０全体及びスリーブ本体３６がこの内室５４の開口部に通されている。
【００２４】
また、内室５４の下壁部には、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である図３に示すように、第２排出口５６が設けられている。すなわち、ゲート部材４０の第１排出口３８は、内室５４を介して第２排出口５６に連通している。
【００２５】
押止部材５２の右端部から内室５４に至るまでには、連結孔５８、通路６０、連通孔６２、及び取付孔６４がこの順序で設けられており、この中、連結孔５８には、略Ｌ字状の管継手６６の取付ねじを介して送液管６８が連結されている。一方、連通孔６２には、該連通孔６２のテーパ部に対応したテーパ部を有する弁体７０が挿入されている。この弁体７０の一端面に設けられた段部にはコイルスプリング７２の一端部が着座しており、該コイルスプリング７２は、取付孔６４に嵌合されたキャップ部材７４によって押圧された状態で収容されている。このため、コイルスプリング７２は、弁体７０を通路６０側に指向して常時弾発付勢する。
【００２６】
キャップ部材７４の略中央部には挿入孔７６が設けられており、該挿入孔７６には、噴出孔７８が設けられた噴出管８０が挿入されている。
【００２７】
さらに、押止部材５２には検出路８２が設けられており、押止部材５２の上壁部に形成された検出路８２の大径開口部には、ねじを介して内圧測定器８４が取り付けられている。
【００２８】
このように構成された押止部材５２に対しては、その底部及び内部が送液管６８に干渉しないように切り欠かれたブラケット８６が連結されている。
【００２９】
そして、固定プラテン２４から可動プラテン２６にわたっては２本のガイドバー８８ａ、８８ｂが橋架されており（図１参照）、可動プラテン２６は、これらガイドバー８８ａ、８８ｂに案内されて固定プラテン２４に接近又は離間する方向に変位する。
【００３０】
また、フレーム２２の略中央には、変位するダミーロッド１８の変位速度を検出するための速度センサ（図示せず）が支持されている。この速度センサと、前記ロードセル３０とは、図示しない制御回路に電気的に接続されている。
【００３１】
次に、このように構成された射出推力評価装置１２を使用して実行される射出推力評価方法につき説明する。
【００３２】
先ず、射出推力評価装置１２を構成し、可動プラテン２６を固定プラテン２４に指向して接近させる。最終的に、可動プラテン２６の一端面にブラケット８６の端部が押圧され、スリーブ本体３６の大径部４２が堰止されることにより、ダミースリーブ２０が位置決め固定される。
【００３３】
次に、送液管６８及び管継手６６を介して水を供給する。供給された水は、連結孔５８を経由して通路６０に進入し、弁体７０を押圧する。この押圧によって、弁体７０がコイルスプリング７２を圧縮しながら噴出管８０に指向して変位し、これに伴って弁体７０のテーパ部が連通孔６２のテーパ部から離間する。これにより連結孔５８が通路６０を介して連結孔５８に連通するので、最終的に、噴出孔７８から水が噴出される。なお、前記内圧測定器８４は、水が充填された際の圧力を表示する。
【００３４】
水が続けて供給されてダミースリーブ２０の内部が水で充填されると、ゲート部材４０の上壁部に設けられた第１排出口３８から水が排出され始める。排出された水は、押止部材５２の下壁部に設けられた第２排出口５６から排出される。
【００３５】
次に、射出成形装置１０を付勢し、射出ロッド１６を図１及び図２における右方に指向して前進動作させる。これに伴い、カバー部材２８を介して連結されたダミーロッド１８が連動して図１及び図２における右方に指向して変位する。
【００３６】
この変位により、ダミースリーブ２０の内部に充填された水がチップ３４に押圧され、第１排出口３８及び第２排出口５６を介して排出される。この際、チップ３４、ひいては射出ロッド１６が抵抗を受ける。
【００３７】
カバー部材２８に収容されたロードセル３０は、この際のダミーロッド１８に加わる抵抗力、換言すれば、射出推力を測定する。この測定値は、該ロードセル３０に電気的に接続された制御回路に信号として送られる。同時に、ダミーロッド１８の変位速度が測定され、この変位速度の測定値も制御回路に信号として送られる。
【００３８】
ここで、本実施の形態においては、ダミーロッド１８の変位速度は、該ダミーロッド１８の変位量が略中間となった時点で測定される。この時点では、ダミーロッド１８の変位速度が略一定且つ最大となる。従って、この時点で測定を行うことにより、正確な変位速度を検出することができる。
【００３９】
このようにして測定された変位速度を横軸とし、且つ射出推力を縦軸として、図４に示すように、グラフにプロットする。なお、図４においては、このプロットを記号◇で示している。
【００４０】
最終的に、チップ３４が図１に仮想線で示すようにゲート部材４０の近傍まで到達するとともに、ダミーロッド１８の大部分がスリーブ本体３６に挿入され、これによりダミースリーブ２０内の水が全て排出される。なお、カバー部材２８は、同様に仮想線で示すように、ダミースリーブ２０の左端部近傍に到達する。
【００４１】
次に、射出ロッド１６を後退動作させてダミーロッド１８及びチップ３４を初期位置まで戻す。上記と同様にしてダミースリーブ２０内に水を充填した後、射出ロッド１６に対する押圧力を増し、該射出ロッド１６を再度前進動作させる。すなわち、射出ロッド１６をより大きな射出推力で前進動作させ、上記と同様に第１排出口３８及び第２排出口５６を介して水を排出する。なお、水が充填されているか否かは、内圧測定器８４に表示された圧力が前回の充填時における圧力と同等であるか否かを判別することによって把握することができる。
【００４２】
この場合の射出推力及び変位速度を図４のグラフ上にプロットする。一般的には、射出推力を大きくした分、ダミーロッド１８の変位速度も大きくなる。
【００４３】
以上の操作を繰り返すと、射出推力を大きくしても変位速度が大きくならないようになる。すなわち、変位速度が飽和する。この状態は、図４に示されるように、変位速度−推力プロットを結んだ曲線に屈曲点が現れることから把握することができる。
【００４４】
このようにして屈曲点がグラフ上に現れた後、次に、押止部材５２をダミースリーブ２０から取り外し、ゲート部材４０を露呈させる。そして、第１排出口３８の寸法が該ゲート部材４０に比して小さい別のゲート部材を取り付け、さらに、上記の操作を繰り返して行う。この場合における射出推力とダミーロッド１８の変位速度との関係を、記号□で図４に示す。
【００４５】
なお、この場合、第１排出口３８の寸法が小さいので、水が排出され難くなる。従って、排出負荷が大きくなり、このためにゲート部材の交換前と同じ射出推力であっても、ダミーロッド１８の変位速度が小さくなる。
【００４６】
上記と同様にグラフ上に屈曲点が現れた後、第１排出口３８の寸法がゲート部材に比してさらに小さい別のゲート部材を取り付け、この場合における射出推力とダミーロッド１８の変位速度との関係を調べる（記号△、記号○）。なお、図４中、記号◆は、ダミースリーブ２０内に水を充填しない場合における射出ロッド１６の射出推力である。
【００４７】
このようにして、第１排出口３８の寸法を変更することによって水の排出負荷を調整し、各々の場合における射出推力とダミーロッド１８の変位速度との関係を調べてプロットしたグラフ上に現れた屈曲点に線Ｌを引く。この引かれた線Ｌが、射出成形装置１０における変位速度−射出推力の推定曲線である。
【００４８】
このように、本実施の形態によれば、溶湯ではなく水を使用して評価を行うので、評価を低コストで実施することができる。また、水には爆発性、引火性、発火性がないので、安全な環境下で評価を行うことができる。
【００４９】
しかも、この場合、ゲート部材４０を交換するという簡便な作業で排出負荷を調整することができ、従って、変位速度−射出推力の推定曲線を容易に作成することができる。
【００５０】
また、成形品を製造する前に射出成形装置１０の射出推力を知ることができるので、実際の射出成形作業時において、推測した射出推力と、射出ロッド１６の変位速度とから、溶湯がどの程度の射出圧力で射出されているのかを推測することができ、これにより射出成形作業が所定の条件下で遂行されているか否かを把握することが可能となる。結局、連続成形される成形品の品質を略一定とすることができ、このため、製品歩留まりが向上する。さらに、溶湯を射出する際に射出速度等のパラメータを変更する際、どのように設定すれば良好な成形品が得られるかを推察し易くなるという利点もある。
【００５１】
なお、上記した実施の形態においては、ダミーロッド１８の変位速度を測定するようにしているが、射出ロッド１６の変位速度を測定するようにしてもよい。
【００５２】
また、ダミースリーブ２０に充填する流体として水を使用するようにしているが、特にこれに限定されるものではない。例えば、気体であってもよいが、より大きな負荷を加えることができるということから、常温で液体であるものが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施の形態に係る射出推力評価装置の全体概略側面図である。
【図２】図１の射出推力評価装置の一部拡大断面説明図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】ゲート部材の第１排出口の寸法を種々変更して測定された変位速度と射出推力とをプロットしたグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１０…射出成形装置                  １２…射出推力評価装置
１４…射出シリンダ                  １６…射出ロッド
１８…ダミーロッド                  ２０…ダミースリーブ
２８…カバー部材                    ３０…ロードセル
３４…チップ                        ３６…スリーブ本体
３８…第１排出口                    ４０…ゲート部材
５２…押止部材                      ５４…内室
５６…第２排出口                    ６８…送液管
７０…弁体                          ７２…コイルスプリング
８０…噴出管                        ８４…内圧測定器
【図１】
2005095941.tif 000003
【図２】
2005095941.tif 000004
【図３】
2005095941.tif 000005
【図４】
2005095941.tif 000006